福州墨爾本理工職業(yè)學(xué)院《計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的局限性》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷

站名：站名：年級(jí)專業(yè)：姓名：學(xué)號(hào)：凡年級(jí)專業(yè)、姓名、學(xué)號(hào)錯(cuò)寫、漏寫或字跡不清者，成績(jī)按零分記?！堋狻€…………第1頁，共1頁福州墨爾本理工職業(yè)學(xué)院

《計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的局限性》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷題號(hào)一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共25個(gè)小題，每小題1分，共25分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的．）1、在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)中，以下哪種結(jié)構(gòu)能夠提高指令的并行執(zhí)行效率（）A.單指令單數(shù)據(jù)（SISD）B.單指令多數(shù)據(jù)（SIMD）C.多指令單數(shù)據(jù)（MISD）D.多指令多數(shù)據(jù)（MIMD）2、在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，當(dāng)多個(gè)進(jìn)程同時(shí)訪問共享資源時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)競(jìng)爭(zhēng)條件和數(shù)據(jù)不一致的問題。以下哪種方法通常用于解決進(jìn)程之間的同步和互斥問題？（）A.中斷機(jī)制B.信號(hào)量C.虛擬存儲(chǔ)D.通道技術(shù)3、在計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)系統(tǒng)中，虛擬存儲(chǔ)器的概念被廣泛應(yīng)用。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生缺頁中斷時(shí)，以下哪個(gè)操作會(huì)被執(zhí)行？（）A.從硬盤讀取所需頁面到內(nèi)存B.釋放一部分內(nèi)存空間C.重新啟動(dòng)正在運(yùn)行的程序D.切換到其他進(jìn)程運(yùn)行4、在計(jì)算機(jī)的輸入輸出（I/O）控制方式中，DMA（直接內(nèi)存訪問）方式相較于中斷驅(qū)動(dòng)方式的主要優(yōu)點(diǎn)是什么？（）A.減少了CPU的干預(yù)，提高了數(shù)據(jù)傳輸效率B.降低了硬件成本C.適用于高速設(shè)備和大量數(shù)據(jù)傳輸D.編程更加簡(jiǎn)單5、在計(jì)算機(jī)的操作系統(tǒng)中，文件的物理結(jié)構(gòu)有多種方式。連續(xù)分配方式的優(yōu)點(diǎn)是什么？（）A.順序訪問速度快B.便于文件的擴(kuò)展C.不會(huì)產(chǎn)生外部碎片D.存儲(chǔ)空間利用率高6、當(dāng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)面臨存儲(chǔ)容量擴(kuò)展的需求時(shí)，有多種擴(kuò)展技術(shù)可供選擇。以下關(guān)于存儲(chǔ)擴(kuò)展技術(shù)的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.外接硬盤是一種簡(jiǎn)單的存儲(chǔ)擴(kuò)展方式，通過USB或其他接口連接到計(jì)算機(jī)，但傳輸速度可能受到接口限制B.存儲(chǔ)陣列（RAID）可以將多個(gè)硬盤組合成一個(gè)邏輯卷，提供更高的容量和性能，但成本較高C.網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)（如NAS、SAN）通過網(wǎng)絡(luò)連接提供存儲(chǔ)服務(wù)，具有靈活的擴(kuò)展性和集中管理的優(yōu)勢(shì)D.存儲(chǔ)容量擴(kuò)展時(shí)，只需要考慮當(dāng)前的需求，不需要考慮未來的可擴(kuò)展性和兼容性7、在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，量子計(jì)算是一種新興的計(jì)算技術(shù)。以下關(guān)于量子計(jì)算的描述，不正確的是（）A.量子計(jì)算利用量子比特進(jìn)行計(jì)算，具有超強(qiáng)的計(jì)算能力B.量子計(jì)算目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于實(shí)際的計(jì)算任務(wù)中C.量子計(jì)算面臨著技術(shù)難題和物理限制D.量子計(jì)算的發(fā)展可能會(huì)對(duì)傳統(tǒng)計(jì)算技術(shù)產(chǎn)生重大影響8、在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)中，TCP/IP模型的網(wǎng)絡(luò)層主要負(fù)責(zé)什么功能？（）A.數(shù)據(jù)鏈路層的差錯(cuò)控制和流量控制B.提供端到端的可靠數(shù)據(jù)傳輸C.路由選擇和分組轉(zhuǎn)發(fā)D.應(yīng)用進(jìn)程之間的通信9、操作系統(tǒng)中的內(nèi)存管理機(jī)制有多種，包括分段、分頁和段頁式管理。以下關(guān)于這些內(nèi)存管理機(jī)制的描述，哪一項(xiàng)是錯(cuò)誤的？（）A.分段管理將內(nèi)存劃分為不同的段，每個(gè)段具有獨(dú)立的邏輯地址空間，方便程序的模塊化開發(fā)和保護(hù)B.分頁管理將內(nèi)存劃分為固定大小的頁面，通過頁表實(shí)現(xiàn)虛擬地址到物理地址的轉(zhuǎn)換，提高了內(nèi)存的利用率C.段頁式管理結(jié)合了分段和分頁的優(yōu)點(diǎn)，先將程序按段劃分，再將每個(gè)段分頁，增加了內(nèi)存管理的復(fù)雜性，但提高了系統(tǒng)的性能D.在現(xiàn)代操作系統(tǒng)中，分頁管理已經(jīng)逐漸被淘汰，分段和段頁式管理成為主流的內(nèi)存管理方式10、在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，虛擬技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用。以下關(guān)于虛擬技術(shù)的描述，錯(cuò)誤的是（）A.虛擬機(jī)可以在一臺(tái)物理計(jì)算機(jī)上模擬出多臺(tái)獨(dú)立的計(jì)算機(jī)B.虛擬內(nèi)存可以將硬盤空間作為內(nèi)存使用，擴(kuò)大系統(tǒng)的可用內(nèi)存C.虛擬網(wǎng)絡(luò)可以將一個(gè)物理網(wǎng)絡(luò)劃分為多個(gè)邏輯網(wǎng)絡(luò)D.虛擬技術(shù)會(huì)降低計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的性能11、計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)系統(tǒng)通常包括高速緩存（Cache）、內(nèi)存和外存。關(guān)于這三種存儲(chǔ)設(shè)備的性能特點(diǎn)和作用，以下說法正確的是：（）A.Cache速度最快但容量最小，用于存放最常用的數(shù)據(jù)和指令；內(nèi)存速度次之，容量較大，用于暫存正在運(yùn)行的程序和數(shù)據(jù)；外存速度最慢但容量最大，用于長(zhǎng)期存儲(chǔ)數(shù)據(jù)B.Cache速度最慢但容量最大，用于長(zhǎng)期存儲(chǔ)數(shù)據(jù)；內(nèi)存速度次之，容量較大，用于暫存正在運(yùn)行的程序和數(shù)據(jù)；外存速度最快但容量最小，用于存放最常用的數(shù)據(jù)和指令C.Cache速度和容量介于內(nèi)存和外存之間，用于存放臨時(shí)數(shù)據(jù)；內(nèi)存速度最快，容量最小，用于長(zhǎng)期存儲(chǔ)程序和數(shù)據(jù)；外存速度最慢，容量最大，用于存放最常用的數(shù)據(jù)和指令D.Cache速度和容量介于內(nèi)存和外存之間，用于存放最常用的數(shù)據(jù)和指令；內(nèi)存速度最快，容量次之，用于暫存正在運(yùn)行的程序和數(shù)據(jù)；外存速度最慢，容量最大，用于長(zhǎng)期存儲(chǔ)數(shù)據(jù)12、對(duì)于設(shè)計(jì)一個(gè)高性能的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，存儲(chǔ)引擎的選擇至關(guān)重要。以下關(guān)于存儲(chǔ)引擎的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.B+樹存儲(chǔ)引擎適用于范圍查詢和排序操作較多的場(chǎng)景，因?yàn)樗軌蛱峁└咝У乃饕Y(jié)構(gòu)B.哈希表存儲(chǔ)引擎在精確匹配查詢時(shí)具有非常高的性能，但對(duì)于范圍查詢和排序的支持相對(duì)較弱C.基于日志結(jié)構(gòu)合并樹（LSM-Tree）的存儲(chǔ)引擎適合寫入操作頻繁的應(yīng)用，但其讀取性能可能不如傳統(tǒng)的索引結(jié)構(gòu)D.無論應(yīng)用場(chǎng)景如何，選擇存儲(chǔ)引擎時(shí)只需要考慮其性能，而不需要考慮存儲(chǔ)空間的利用效率和數(shù)據(jù)的可靠性13、在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，事務(wù)是一個(gè)重要的概念，用于保證數(shù)據(jù)的一致性和可靠性。以下關(guān)于事務(wù)的描述中，錯(cuò)誤的是：（）A.事務(wù)具有原子性、一致性、隔離性和持久性（ACID）特性，原子性確保事務(wù)要么全部成功執(zhí)行，要么全部失敗回滾；一致性保證事務(wù)執(zhí)行前后數(shù)據(jù)庫的狀態(tài)是合法的；隔離性使得多個(gè)事務(wù)并發(fā)執(zhí)行時(shí)如同串行執(zhí)行一樣；持久性確保事務(wù)對(duì)數(shù)據(jù)庫的修改是永久保存的B.事務(wù)的隔離級(jí)別包括讀未提交、讀已提交、可重復(fù)讀和串行化，不同的隔離級(jí)別對(duì)事務(wù)并發(fā)執(zhí)行的效果和數(shù)據(jù)一致性的保證程度不同，隔離級(jí)別越高，數(shù)據(jù)一致性越好，但并發(fā)性能越低C.事務(wù)的并發(fā)控制機(jī)制包括鎖機(jī)制、時(shí)間戳機(jī)制和樂觀并發(fā)控制機(jī)制等，它們用于解決多個(gè)事務(wù)同時(shí)訪問和修改數(shù)據(jù)時(shí)可能出現(xiàn)的問題，如丟失更新、臟讀、不可重復(fù)讀和幻讀等D.事務(wù)的日志記錄只在事務(wù)失敗回滾時(shí)才有用，在事務(wù)正常提交時(shí)不需要記錄日志，以節(jié)省存儲(chǔ)空間和提高性能14、在操作系統(tǒng)中，虛擬內(nèi)存技術(shù)為程序提供了一個(gè)比實(shí)際物理內(nèi)存更大的地址空間。以下關(guān)于虛擬內(nèi)存的描述中，錯(cuò)誤的是：（）A.虛擬內(nèi)存通過將程序的部分內(nèi)容暫時(shí)存儲(chǔ)在磁盤上，當(dāng)需要時(shí)再調(diào)入內(nèi)存，實(shí)現(xiàn)了在有限物理內(nèi)存下運(yùn)行大型程序的能力B.頁面置換算法是虛擬內(nèi)存管理中的重要組成部分，常見的頁面置換算法有先進(jìn)先出（FIFO）、最近最少使用（LRU）和最近最不常用（LFU）等C.虛擬內(nèi)存的實(shí)現(xiàn)需要硬件支持，如地址轉(zhuǎn)換機(jī)制和缺頁中斷處理機(jī)制，操作系統(tǒng)通過這些機(jī)制來管理虛擬內(nèi)存的分配和使用D.虛擬內(nèi)存可以完全消除內(nèi)存碎片的問題，因?yàn)槌绦蚴褂玫氖沁B續(xù)的虛擬地址空間，而物理內(nèi)存的碎片可以通過頁面置換算法進(jìn)行整合15、當(dāng)一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)需要處理大量的文件讀寫操作時(shí)，文件系統(tǒng)的緩存機(jī)制起著關(guān)鍵作用。以下關(guān)于文件系統(tǒng)緩存的描述，哪一項(xiàng)是錯(cuò)誤的？（）A.文件系統(tǒng)緩存可以減少磁盤I/O操作的次數(shù)，提高文件讀寫的性能B.緩存的替換策略通?；谧罱钌偈褂茫↙RU）或最不經(jīng)常使用（LFU）等算法C.預(yù)讀機(jī)制可以提前將相鄰的數(shù)據(jù)讀入緩存，適用于順序訪問的情況，但對(duì)于隨機(jī)訪問可能沒有幫助D.文件系統(tǒng)緩存的大小對(duì)系統(tǒng)性能沒有顯著影響，只要有緩存機(jī)制就可以保證高效的文件操作16、在操作系統(tǒng)中，關(guān)于虛擬地址到物理地址的轉(zhuǎn)換，以下哪種描述是恰當(dāng)?shù)?？（）A.頁表是實(shí)現(xiàn)虛擬地址到物理地址轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，操作系統(tǒng)通過查詢頁表來確定虛擬頁對(duì)應(yīng)的物理頁幀B.多級(jí)頁表可以減少頁表占用的內(nèi)存空間，但會(huì)增加地址轉(zhuǎn)換的時(shí)間開銷，因此只適用于內(nèi)存資源緊張的系統(tǒng)C.硬件支持的TLB（TranslationLookasideBuffer）可以加速地址轉(zhuǎn)換過程，但其容量有限，對(duì)大地址空間的支持不夠D.以上關(guān)于虛擬地址到物理地址轉(zhuǎn)換的說法都是正確的17、對(duì)于操作系統(tǒng)中的內(nèi)存管理策略，考慮一個(gè)運(yùn)行多個(gè)進(jìn)程的系統(tǒng)。關(guān)于分頁存儲(chǔ)管理和分段存儲(chǔ)管理的比較，以下說法準(zhǔn)確的是：（）A.分頁存儲(chǔ)管理和分段存儲(chǔ)管理都能實(shí)現(xiàn)邏輯地址到物理地址的映射，但分段存儲(chǔ)管理更靈活，更符合用戶的編程需求B.分頁存儲(chǔ)管理的頁面大小固定，導(dǎo)致內(nèi)存碎片多；分段存儲(chǔ)管理的段大小可變，所以不會(huì)產(chǎn)生內(nèi)存碎片C.分頁存儲(chǔ)管理比分段存儲(chǔ)管理更易于實(shí)現(xiàn)內(nèi)存保護(hù)和共享，因?yàn)榉猪摰捻撁媸枪潭ù笮〉腄.分段存儲(chǔ)管理的地址轉(zhuǎn)換比分頁存儲(chǔ)管理簡(jiǎn)單，所以系統(tǒng)開銷更小18、在圖形處理方面，有多種技術(shù)和算法用于提高性能和效果。以下關(guān)于圖形處理的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.GPU編程（如CUDA、OpenCL）可以利用GPU的并行計(jì)算能力加速圖形和通用計(jì)算任務(wù)B.DirectX和OpenGL是常見的圖形API，它們提供了豐富的函數(shù)和接口用于圖形渲染C.圖形硬件加速技術(shù)可以通過專用的硬件電路提高圖形處理的速度，如紋理映射和幾何變換D.在圖形處理中，只需要關(guān)注圖形的顯示效果，不需要考慮性能和資源的優(yōu)化19、操作系統(tǒng)的系統(tǒng)調(diào)用接口為應(yīng)用程序提供了與操作系統(tǒng)交互的途徑。以下關(guān)于系統(tǒng)調(diào)用接口的描述，錯(cuò)誤的是（）A.系統(tǒng)調(diào)用接口定義了一組應(yīng)用程序可以使用的函數(shù)或方法，通過這些函數(shù)可以請(qǐng)求操作系統(tǒng)的服務(wù)B.應(yīng)用程序通過系統(tǒng)調(diào)用接口可以實(shí)現(xiàn)文件操作、進(jìn)程管理、內(nèi)存管理等各種功能C.系統(tǒng)調(diào)用接口的實(shí)現(xiàn)通常涉及從用戶態(tài)到內(nèi)核態(tài)的切換，這會(huì)帶來一定的性能開銷D.系統(tǒng)調(diào)用接口是操作系統(tǒng)內(nèi)核的一部分，應(yīng)用程序可以直接修改和擴(kuò)展系統(tǒng)調(diào)用接口的功能20、操作系統(tǒng)中的內(nèi)存管理是一項(xiàng)關(guān)鍵任務(wù)，不同的內(nèi)存分配方式各有特點(diǎn)。以下關(guān)于動(dòng)態(tài)分區(qū)分配方式的描述中，正確的是：（）A.動(dòng)態(tài)分區(qū)分配會(huì)產(chǎn)生外部碎片，即內(nèi)存空間被分割成許多不連續(xù)的小空閑區(qū)域，導(dǎo)致無法分配給大進(jìn)程B.動(dòng)態(tài)分區(qū)分配采用首次適應(yīng)算法時(shí)，每次總是從內(nèi)存的低地址開始查找第一個(gè)能滿足要求的空閑分區(qū)，這種算法容易導(dǎo)致低地址部分的內(nèi)存空間被頻繁使用，而高地址部分的內(nèi)存空間長(zhǎng)期閑置C.動(dòng)態(tài)分區(qū)分配采用最佳適應(yīng)算法時(shí)，總是把能滿足要求、又是最小的空閑分區(qū)分配給作業(yè)，這種算法能夠減少內(nèi)存碎片的產(chǎn)生，但可能會(huì)導(dǎo)致較大的內(nèi)存開銷用于存儲(chǔ)分區(qū)信息D.動(dòng)態(tài)分區(qū)分配采用最壞適應(yīng)算法時(shí)，總是挑選最大的空閑分區(qū)進(jìn)行分配，這種算法雖然能夠避免產(chǎn)生小碎片，但可能會(huì)導(dǎo)致較大的作業(yè)無法得到分配21、對(duì)于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的輸入輸出（I/O）控制方式，以下哪種說法是恰當(dāng)?shù)?？（）A.程序查詢方式雖然簡(jiǎn)單，但CPU利用率低，只適用于低速I/O設(shè)備，在現(xiàn)代計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中已很少使用B.中斷驅(qū)動(dòng)方式在I/O設(shè)備完成操作后主動(dòng)向CPU發(fā)送中斷請(qǐng)求，CPU立即響應(yīng)并處理I/O數(shù)據(jù)，這種方式?jīng)]有延遲C.DMA方式完全由硬件控制數(shù)據(jù)傳輸，不需要CPU干預(yù)，因此可以實(shí)現(xiàn)高速I/O設(shè)備與內(nèi)存之間的數(shù)據(jù)直接傳輸，且不會(huì)占用CPU時(shí)間D.I/O控制方式的選擇對(duì)系統(tǒng)性能影響不大，無論采用哪種方式，都能滿足不同類型I/O設(shè)備的需求22、在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)中，TCP/IP模型的網(wǎng)絡(luò)層主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的路由和轉(zhuǎn)發(fā)。以下哪個(gè)協(xié)議工作在網(wǎng)絡(luò)層？（）A.HTTPB.IPC.TCPD.UDP23、在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的可靠性模型中，以下關(guān)于串聯(lián)系統(tǒng)和并聯(lián)系統(tǒng)的比較，正確的是：（）A.串聯(lián)系統(tǒng)的可靠性高于并聯(lián)系統(tǒng)，因?yàn)榇?lián)系統(tǒng)中的每個(gè)組件都對(duì)系統(tǒng)的正常運(yùn)行起關(guān)鍵作用B.并聯(lián)系統(tǒng)中只要有一個(gè)組件正常工作，系統(tǒng)就能正常運(yùn)行，因此并聯(lián)系統(tǒng)的可靠性總是高于串聯(lián)系統(tǒng)C.串聯(lián)系統(tǒng)和并聯(lián)系統(tǒng)的可靠性計(jì)算方法相同，都可以通過簡(jiǎn)單地相加各個(gè)組件的可靠性得到D.串聯(lián)系統(tǒng)和并聯(lián)系統(tǒng)的可靠性與組件的數(shù)量無關(guān)，只取決于組件本身的可靠性24、在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的存儲(chǔ)層次結(jié)構(gòu)中，高速緩存（Cache）扮演著重要的角色。以下關(guān)于Cache的描述中，不準(zhǔn)確的是：（）A.Cache是位于CPU和主存之間的一種高速小容量存儲(chǔ)器，其目的是為了減少CPU訪問主存的平均時(shí)間B.Cache的命中率是衡量其性能的重要指標(biāo)，命中率越高，說明CPU從Cache中獲取數(shù)據(jù)的概率越大，系統(tǒng)性能越好C.直接映射、全相聯(lián)映射和組相聯(lián)映射是常見的Cache地址映射方式，其中全相聯(lián)映射方式的靈活性最高，但硬件實(shí)現(xiàn)成本也最高D.Cache中的數(shù)據(jù)是主存數(shù)據(jù)的完整副本，即主存中的所有數(shù)據(jù)都會(huì)在Cache中存在一份，以確保CPU能夠快速訪問25、在數(shù)據(jù)庫的關(guān)系模型中，關(guān)系的規(guī)范化旨在解決數(shù)據(jù)冗余和操作異常問題。以下關(guān)于第三范式（3NF）的描述，錯(cuò)誤的是哪一項(xiàng)？（）A.消除了非主屬性對(duì)碼的傳遞函數(shù)依賴B.一定滿足第二范式（2NF）的要求C.所有非主屬性都完全依賴于主鍵D.是關(guān)系模式的最高規(guī)范化程度二、簡(jiǎn)答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）簡(jiǎn)要說明計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中防火墻的功能和工作原理。2、（本題5分）